摘要： 精通IPFS系列之一：IPFS入门简介，包括IPFS是什么、Merkle DAG、节点和网络模型，以及协义栈。

1、IPFS 是什么

IPFS 是一个可快速索引的版本化的点对点文件系统。

IPFS是一个协议定义了基于内容的寻址文件系统协助内容分发结合了分布式哈希、p2p传输、版本管理系统IPFS是一个文件系统有文件夹和文件可挂载文件系统（通过 FUSE）IPFS是一个web可以像 web 那样查看文档可能通过 https://ipfs.io/ 访问文件浏览器或扩展可以直接支持 ipfs:/ 或者 dweb:/ipfs/基于哈希确保内容真实性IPFS是个模块化通过任何网络协议的连接层路由层，寻找/定位文件所在位置使用路由层的 DHT (kademlia/coral)使用基于路径的命名服务使用 bittorrent-inspired 的区块交换IPFS 使用加密加密哈希内容寻址区块级的去重文件完整性和版本控制文件系统级的加密和签名支持IPFS是一个p2p系统世界范围内的 p2p 文件传输网络完全分散的架构没有单点失效问题IPFS天生是一个CDN文件添加到本地文件系统，将会在全世界可用缓存友好（内容哈希命名）基于 bittorrent 的带宽管理IPFS有一个命名服务IPNS，一个受SFS启发的名称系统基于PKI的全局命名空间有助于建立信任链与其他NSes兼容可以将DNS，.onion，.bit等映射到IPNS

2、Merkle DAG

IPFS 的核心是 MerkleDAG，一个有向无环图，其链接是哈希。 这为 IPFS 中的所有对象提供了有用的属性：

认证可以对内容进行哈希处理并根据链接进行验证持久化一旦获取，对象可以永久缓存通用任何数据结构都可以表示为merkledag分布式对象可以由任何人创建，没有集中的编写者

IPFS 是一个网络协义栈，用于组织代理网络以创建，发布，分发，提供和下载merkledag。 它是经过身份验证的，分散的，永久性的网络。

3、节点和网络模型

IPFS网络使用基于身份的 PKI。 IPFS 节点是一个可以查找、发布和复制 merkledag 对象的程序。 其身份由私钥定义。 特别：

privateKey, publicKey := keygen

nodeID := multihash(publicKey)

3.1、multihash和可升级的哈希

IPFS 中的所有哈希都使用 multihash 进行编码，multihash 是一种自描述哈希格式。使用的实际哈希函数取决于安全性要求。IPFS的密码系统是可升级的，这意味着当哈希函数被破坏时，网络可以转移到更强的哈希值。

目前 IPFS 节点必须支持：

sha2-256sha2-512sha3

4、协义栈

IPFS 有一个模块化的协义栈，每一个模块都有多种实现，全部在不同的模块中。 此规范仅解决层之间的接口，并简要提及可能的实现。 详细信息留待其他规格。

IPFS 有5层：

命名自我认证的PKI命名空间（IPNS）merkledag数据结构格式交换区块传输和复制路由定位对等体和对象网络在对等体之间建立连接

4.1 网络层

网络层在网络中的任何两个 IPFS 节点之间提供点对点传输。 它处理：

NAT遍历支持多种传输支持加密，签名或清除通信多路复用

具体参考 libp2p。

4.2、路由

路由层有两个重要的目标：

节点路由发现其他的节点内容路由发现发布到 IPFS 上的数据

路由系统是一种满足各种实现的接口。 例如：

DHTsmdnssnrdns

具体参考 libp2p。

4.3、区块交换

区块交换负责协商批量数据传输。 一旦节点彼此了解，并且连接，交换协议就会控制内容寻址块的传输方式。

区块交换是一种满足各种实现的接口。 例如：

BitswapHTTP

4.4、Merkledag

理解数据。merkledag 数据结构是：

message MDagLink {

bytes Hash = 1; // multihash of the target object

string Name = 2; // utf string name. should be unique per object

uint64 Tsize = 3; // cumulative size of target object

}

message MDagNode {

MDagLink Links = 2; // refs to other objects

bytes Data = 1; // opaque user data

}

参考 merkledag 规范和路径解析规范。

4.5、命名-PKI命名空间和可变指针

IPFS 主要

IPFS命名层（或 IPNS ）处理以下内容的创建：

可变指向对象的指针人类可读的名字

IPNS基于SFS。 它是PKI命名空间，名称只是公钥的哈希。 控制私钥的人控制名称。记录由私钥签名并分布在任何地方（在 IPFS 中，通过路由系统）。 这是一种在互联网上分配可变名称的平等主义方式，没有任何集中化或证书颁发机构。

参考命名规范。

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